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要实现步进电机的简单控制功能，比如让电机正转、反转、调速和停止，这是嵌入式开发中非常基础且实用的需求。

一、实现思路

步进电机的核心控制逻辑是通过按固定时序给电机的相绕组通电，从而驱动电机转子一步步转动。我会以最常见的 28BYJ-48 步进电机（5 线 4 相）搭配 ULN2003 驱动板为例，使用 Python 和树莓派来实现，这种方式对新手最友好、最易上手。

核心控制逻辑：

1. 定义步进电机的 4 相通电时序（全步模式）；

2. 编写正转 / 反转函数，按时序循环给 GPIO 口高低电平；

3. 控制电平切换的时间间隔，实现调速；

4. 提供停止函数，切断所有相的供电。

二、完整实现代码

1. 硬件接线（树莓派 + 28BYJ-48 + ULN2003）

2. Python 代码实现

python

运行

import RPi.GPIO as GPIOimport time# 1. 配置GPIO口# 定义步进电机4相对应的GPIO引脚STEP_PINS = [18, 23, 24, 25]# 定义4相通电时序（全步模式）STEP_SEQUENCE = [
    [1, 0, 0, 0],
    [1, 1, 0, 0],
    [0, 1, 0, 0],
    [0, 1, 1, 0],
    [0, 0, 1, 0],
    [0, 0, 1, 1],
    [0, 0, 0, 1],
    [1, 0, 0, 1]]SEQUENCE_LEN = len(STEP_SEQUENCE)  # 时序长度：8# 2. 初始化GPIOdef init_stepper():
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)  # 使用BCM编码的GPIO编号
    GPIO.setwarnings(False)
    for pin in STEP_PINS:
        GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
        GPIO.output(pin, GPIO.LOW)  # 初始化为低电平# 3. 步进电机转动函数# direction: 1=正转, -1=反转; steps: 转动步数; delay: 步间隔(秒)，值越小转速越快def stepper_rotate(direction=1, steps=100, delay=0.002):
    current_step = 0
    for _ in range(steps):
        # 按时序设置各引脚电平
        for pin_idx in range(4):
            GPIO.output(STEP_PINS[pin_idx], STEP_SEQUENCE[current_step][pin_idx])
        # 更新下一步（正转+1，反转-1）
        current_step = (current_step + direction) % SEQUENCE_LEN
        time.sleep(delay)# 4. 停止电机（所有引脚置低）def stepper_stop():
    for pin in STEP_PINS:
        GPIO.output(pin, GPIO.LOW)# 5. 主函数（测试功能）if __name__ == "__main__":
    try:
        init_stepper()
        print("电机正转100步...")
        stepper_rotate(direction=1, steps=100, delay=0.002)
        time.sleep(1)  # 暂停1秒
        
        print("电机反转100步...")
        stepper_rotate(direction=-1, steps=100, delay=0.002)
        time.sleep(1)
        
        print("电机快速正转200步（调速）...")
        stepper_rotate(direction=1, steps=200, delay=0.001)  # 减小delay提速
        
    except KeyboardInterrupt:
        print("\n程序被手动终止")
    finally:
        stepper_stop()  # 停止电机
        GPIO.cleanup()  # 清理GPIO配置
        print("GPIO已清理，程序结束")

三、代码关键解释

1. STEP_SEQUENCE：这是 28BYJ-48 电机的 4 相 8 拍通电时序，是驱动电机的核心，必须严格按这个顺序给引脚通电，电机才能正常转动；

2. stepper_rotate 函数：

• direction 控制转动方向：正转时序递增，反转时序递减；

• steps 控制转动总步数：28BYJ-48 电机转一圈约需要 4096 步（具体以实际电机为准）；

• delay 控制转速：步间隔越小，电机转得越快，但不能太小（建议≥0.001 秒），否则电机可能丢步或不转；

3. 异常处理：通过try-except捕获 Ctrl+C 终止信号，确保程序终止时能清理 GPIO、停止电机，避免电机卡死；

4. GPIO.cleanup()：必须执行，否则下次运行可能提示 GPIO 口被占用。

四、运行前置条件

1. 硬件：树莓派（任意型号）、28BYJ-48 步进电机、ULN2003 驱动板、杜邦线；

2. 软件：

• 树莓派启用 GPIO（raspi-config → Interfacing Options → GPIO → Enable）；

• 安装 RPi.GPIO 库：pip install RPi.GPIO；

3. 运行命令：python stepper_motor.py（需 sudo 权限：sudo python stepper_motor.py）。

总结

1. 步进电机的核心是按固定时序给相绕组通电，不同型号电机的时序可能略有差异，但控制逻辑一致；

2. 转速由步间隔时间决定，转动角度由步数决定，方向由时序遍历方向决定；

3. 程序终止时必须清理 GPIO 并停止电机供电，避免硬件损坏或资源占用。

如果你的硬件不是树莓派（比如 Arduino），核心控制逻辑（时序、方向、调速）完全相同，仅需将 GPIO 操作替换为对应平台的语法即可。